Николаенок М.М., Кустова Р.И. Электрическое освещение
.pdf
3.2 ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
3.2.1. Классификация световых приборов
Совокупность источника света и устройства, предназначенного для его крепления, включения в сеть, перераспределения светового потока, ограничения слепящего действия, защиты от механических повреждений и воздействия окружающей среды называют световым прибором.
3.2.1. Классификация световых приборов по основному назначению
Световой прибор, предназначенный для освещения объектов в больших телесных углах (до 4π) и находящихся от него на небольшом расстоянии (менее 20-кратного его размера) называют светильником, а для более дальнего действия – прожектором.
83
Светильник имеет коэффициент усиления светового потока в данном направлении менее 30 для кругло симметричного и менее 15 для симметричного.
Светильники классифицируют по распределению светового потока, форме кривой силы света, по способу установки, по степени защиты от пыли, воды, взрыва.
В основу классификации светильников по светораспределению положено соотношение световых потоков, направленных в разные полусферы пространства. В зависимости от этого соотношения различают 5 классов светильников (табл.3.2.2).
3.2.2. Классы светильников по светораспределению
Наименование |
|
Обозначения |
Ф |
/Ф,% |
класса светильника |
|
светильника |
|
|
|
|
|
||
1 |
|
2 |
|
3 |
Светильник прямого |
|
П |
|
>80 |
света |
|
|
|
|
Светильник преимуще- |
|
|
|
|
ственно прямого света |
|
Н |
|
60…80 |
Светильник рассеянно- |
|
|
|
|
го света |
|
Р |
|
40…60 |
Светильник преимуще- |
|
|
|
|
ственно отраженного |
В |
|
|
20…40 |
света |
|
|
|
|
Светильник отражен- |
|
|
|
|
ного света |
|
О |
|
≤ 20 |
|
|
|
|
|
По форме кривой силы света светильники делятся на 7 классов (ГОСТ 13677-82). Основным признаком, определяющим тип кривой светораспределения светильника, является коэффициент формы Kф :
Kф = |
Imax |
, |
(3.2.1) |
|
Iср.арифм |
||||
|
|
|
||
где Imax – максимальное значение силы света светильника; Iср.арифм |
– сред- |
|||
неарифметическое значение силы света светильника.
84
Рис.3.2.1. Типовые кривые силы света по ГОСТ 1382874: концентрированная (К), глубокая (Г), косинусная (Д), равномерная (М), полуширокая (Л), широкая (Ш), синусная (С)
Классификация светильников по светораспределению в пространстве и типовые кривые силы света ГОСТ 13677-82 приведены в табл.3.2.3.
3.2.3. Кривые силы света
Наименование типовой |
Обозначение кри- |
Зона направления силы |
кривой силы света |
вой |
света,º |
Концентрированная |
К |
0…15 |
Глубокая |
Г |
0…30, 180…150 |
Косинусная |
Д |
0…35, 180…145 |
Полуширокая |
Л |
35…55,145…125 |
Широкая |
Ш |
55…85, 125…95 |
Равномерная |
М |
0…90, 180…90 |
Синусная |
С |
70…90, 110…90 |
Классификация светильников по способу установки приведена в табл.3.2.4.
Защита светильников от пыли и воды (ГОСТ 13677-82) обозначается двумя буквами IP (International Protection) и двумя цифрами, первая из которых обозначает степень защиты от пыли, вторая от воды (например, IP54). Для светильников отличающихся от рекомендаций IP обозначение степени защиты не имеет букв IP, а у первой цифры, указывающей степень защиты от пыли, добавляется “штрих” (например, 5′4).
85
3.2.4. Классификация СП по способу установки
По степени защиты от пыли светильники делятся на 6 классов: неза- щищённые (открытые 2, перекрытые 2′), пылезащищённые (полностью 5, частично 5′), пыленепроницаемые (полностью 6, частично 6′).
По степени защиты от влаги светильники бывают 7 классов: незащи-
щённые (0); каплезащищенные (2); дождезащищённые (3); брызгозащищён- ные (4); струезащищёные (5); водонепроницаемые (7) герметичные(8).
По степени защиты от взрыва светильники различают: взрывобезо-
пасные (В) и повышенной надежности против взрыва (Н). Степень защиты от взрыва обеспечивается герметизацией токопроводящих контактных элементов и источника света от окружающей среды и ограничением предельной температуры наружных частей. Конструкция светильников, защищённых от взрыва сложна.
3.2.2. Устройство, назначение, характеристики и структура маркировки светильников
Светильник состоит из источника света и арматуры. Основными элементами светильника являются отражатель и рассеиватель.
Отражатель предназначен для перераспределения светового потока источника в требуемом направлении. Отражатель выполняют чаще всего из металла. В зависимости от назначения светильника, отражатели могут обладать рассеянным (диффузным) либо направленным (зеркальным) отражением. Отражатели с диффузным отражением покрывают внутри белой эмалью, обладающей незначительной составляющей направленного отражения. Зеркальные отражатели сильно влияют на форму кривой светораспределения
86
светильника. В качестве материала для изготовления зеркальных отражателей используют стекло или металл (алюминий, сталь), обработанный соответствующим гальваническим или механическим способом.
Промежуточное положение занимают отражатели с направленнорассеянным отражателем. К ним относятся металлические отражатели с травленой или никелированной поверхностью, а также отражатели, покрытые алюминиевой краской.
Рассеиватель предназначен для создания равномерного светового потока в направлении, ограниченном отражателем, защищает глаз от чрезмерной яркости источника света. Материалом рассеивателя служит прозрачное стекло, предварительно подвергнутое механической и химической матировке, либо так называемые глушенные стёкла, - стёкла, в состав которых введены мельчайшие частицы примесей с иным коэффициентом преломления, чем у стекла. В последнее время широко используют пластмассы.
Светильники обозначаются по ГОСТ 13677-82.Структура обозначений по этому ГОСТу:
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
- |
5 |
Х |
6 |
- |
7 |
- |
8 |
тип источника света способ установки назначение номер серии разработки
число ламп в светильнике мощность лампы номер модификации
климатическое исполнение и категория размещения
Основными светотехническими характеристиками светильников явля-
ются: светораспределение, КПД, защитный угол.
Светораспределение светильников общего освещения характеризуется кривыми распределения силы света. Для симметричных светильников характеристикой светораспределения является продольная кривая распределения силы света, полученная в результате сечения тела излучения любой плоскостью, проходящей через вертикальную ось симметрии светильника.
87
|
Для характеристики |
рас- |
|||
|
пределения силы света несим- |
||||
|
метричных |
светильников |
поль- |
||
|
зуются семейством кривых рас- |
||||
|
пределения силы света в разных |
||||
|
продольных плоскостях (плос- |
||||
|
кость Q,M и т. д.). |
|
|
||
|
Симметричный светильник |
||||
|
– светильник |
с симметричной |
|||
|
формой фотометрического тела. |
||||
|
Несимметричный светиль- |
||||
|
ник – светильник с несимметрич- |
||||
|
ной формой |
фотометрического |
|||
|
тела. |
|
|
|
|
|
Фотометрическое тело – |
||||
|
часть пространства, ограниченная |
||||
|
замкнутой поверхностью, пред- |
||||
|
ставляющей |
собой |
геометриче- |
||
|
ское место концов радиус- |
||||
|
векторов, длина которых в мас- |
||||
|
штабе равна силе света в этом |
||||
|
направлении. |
|
|
|
|
Рис. 3.2.2. К определению кривой силы |
Кривые |
светораспределе- |
|||
света |
ния светильников даются в спра- |
||||
|
вочной литературе |
(обычно для |
|||
условной лампы в 1000лм.). Если световой поток реальной лампы отличается от 1000лм, то производится соответствующий пересчёт (пропорциональный). По форме кривой силы света различают семь основных видов светораспределения: концентрированное (К), глубокое (Г), косинусное (Д), равномерное (М), полуширокое (Л), широкое (Ш), синусное (С).
КПД светильника – отношение светового потока светильника к свето-
вому потоку источника света |
фсвет |
|
|
|
η = |
; |
(3.2.2) |
||
|
||||
|
ф |
|
||
|
источ |
|
||
К.п.д. η характеризует экономичность светильника и зависит от |
материала |
|||
осветительной арматуры и конструкции светильника (в |
практике |
|||
η =0,45…0,75). |
|
|
|
|
Защитный угол светильника γ определяет степень защиты глаза от воздействия ярких частей источника света (рис.3.2.3):
γ = arctg |
2h |
= arctg |
h |
. |
(3.2.3) |
|
D + d |
R + r |
|||||
|
|
|
|
88
Рис.3.2.4. К определению защитного угла
светильника
ниям.
Освещение производственных и общественных зданий осуществляется светильниками с лампами накаливания, газоразрядными лампами высокого и низкого давления. Промышленность выпускает огромное количество всевозможных светильников. Характеристики этих светильников, область их применения приводятся в справочной литературе, пользуясь которой можно выбрать светильник, отвечающий условиям окружающей среды, светотехническим, экономическим и эстетическим требова-
3.2.3. Номенклатура, устройство и технические характеристики комплектных осветительных устройств (КОУ) и прожекторы
Прожектором называют световой прибор, перераспределяющий свет лампы внутри малых телесных углов и обеспечивающий угловую концентрацию светового потока с коэффициентом усиления более 30 для круглосимметричных и более 15 для симметричных приборов. Прожекторы служат для освещения удаленных объектов, находящихся на расстоянии, в десятки, сотни и даже тысячи раз превышающих размер прожектора. Существуют: 1)прожекторы общего назначения; 2)поисковые прожекторы; 3)маяки; 4)светофоры; 5)фары.
Вс.х.п. используют в основном первый тип прожекторов, а на транспортных средствах – фары. Прожекторы общего назначения используют для освещения открытых пространств, площадок и т.д.
Вс.х.п. используются в основном прожекторы с лампами ДРЛ (ПСМ, ПЗС-45), лампами накаливания типа Г220-500, Г220-1000 (ПСМ; ПСМ-40; ПЗС-35), галогенными лампами КГ (ПКН-1000-1), ксеноновыми лампами ДКСТ 10000 (СКсН-10000). Буквы в маркировке означают:
ПЗСпрожектор заливающего света со стеклянным отражением; ПСМ - прожектор среднего светораспределения с металлическим
отражением; ПЗР – прожектор с лампой ДРЛ;
ПКН – прожектор с галогенными лампами накаливания; ПГП – прожектор с металлогалогенными лампами с параболоидным
зеркальным отражением; ПГЦ – то же с параболоцилиндрическим отражением;
Цифры после букв – диаметр (см) выходного отверстия, мощность в
Вт.
Комплектные осветительные устройства со щелевыми световодами
(КОУ) представляют собой световые комплексы, укомплектованные всем необходимым для монтажа и эксплуатации (включая источники света, элек-
89
тротехнические блоки, содержащие ПРА, зажигающие и предохраняющие элементы, монтажные узлы и др.) и собираемые у потребителя.
Рис. 3.2.4. Общий вид КОУ 1– камера; 2 – источник; 3,4 – световод; 5 – торцевой элемент; 6 – пускорегулирующий
аппарат
КОУ состоят из следующих основных узлов: щелевого световода (ЩС), камеры с источниками света и блоков ПРА, торцевого и переходного (для некоторых исполнений КОУ) элементов. Щелевой световод представляет собой полую, протяжённую цилиндрическую трубу, внутренняя поверхность которой по всей длине покрыта зеркально отражающим слоем, за исключением продольной полосы (оптической щели), которая является светопропускающей. Выпускаемые КОУ имеют световоды с мягкой эластичной оболочкой, изготовленной из светорассеивающей и металлизированной в вакууме полиэтилентерафталатной (ПЭТФ) плёнки. Камера – конструктивный узел, обеспечивающий установку вводных устройств с источниками света, их механическую защиту, электрическое питание и защиту от воздействия окружающей среды. Торцевой элемент – в основном монтажный узел, служащий для формообразования и крепления ЩС и содержащий также дополнительный отражатель. Переходной элемент служит для передачи излучения источников света, установленных в камере, в ЩС и одновременной изоляции камеры от освещаемого помещения.
В серию КОУ входят следующие исполнения, предназначенные для различных условий применения:
КОУ1 – устройства для производственных помещений с тяжелыми условиями среды (с большим содержанием пыли и влаги), а также с взрывоопасными зонами классов В-1б и В-11а, с камерами, устанавливаемыми непосредственно в освещаемом помещении рядом с каналами световодов;
90
КОУ1А – устройства для производственных помещений с взрывоопасными зонами классов В-1, В-1а и В-11, с камерами, вынесенными за пределы ограждающих конструкций помещений и соединяемыми со световодами с помощью переходных элементов;
КОУ1/С – устройства без камер для помещений со строительными галереями, коммуникационными каналами и другими строительными конструкциями.
Достоинства КОУ: 1)снижение эксплуатационных расходов; 2)упрощение в обслуживании; 3) повышенная надёжность (благодаря резервированию); 4)снижение коэффициента запаса; 5)улучшение внешнего вида.
3.2.5. Номенклатура КОУ
Тип |
Длина, м |
Диаметр, |
Тип лампы |
|
|
мм |
|
КОУ1-М600-4×700-У3 |
L=18м |
d=650мм |
ДРИЗ 700-1 |
|
|
|
|
КОУ1-М275-1×250-У3 |
L=6м |
d=275мм |
ЛФМГ250 |
|
|
|
|
КОУ1-М275-1×400-У3 |
L=6м |
d=275мм |
ЛФМГ -400 |
|
|
|
|
КОУ1-М275-1×700-У3 |
L=6м |
d=275мм |
ДРИЗ 700-1 |
|
|
|
|
КОУ1-Т140-1×300-У3 |
L=3м |
d=140мм |
ЗК 220-300 |
|
|
|
|
КОУ1А-М600-4×700-У2 |
L=18м |
d=650мм |
ДРИЗ 700-1 |
КОУ1А-М275-1×250-У2 |
L=6м |
d=275мм |
ЛФМГ250 |
КОУ1А-М275-1×400-У2 |
L=6м |
d=275мм |
ЛФМГ -400 |
КОУ1А-М275-1×700-У2 |
L=6м |
d=275мм |
ДРИЗ 700-1 |
91
3.3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЁТ СВЕТОТЕХНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ВНУТРЕННЕГО ОСВЕЩЕНИЯ
3.3.1. Состав и содержание проектной документации. Последовательность рассмотрения и содержание вопросов проектирования светотехнической части
Согласно «Инструкции о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений» (СНиП 1.02-85), состав и содержание проектно-сметной документации зависит от способа проектирования: для предприятий, зданий и сооружений, строительство которых будет осуществляться по типовым и повторно-применяемым проектам, проектирование осуществляется в одну стадию; для других объектов строительства, в том числе крупных и сложных – в две стадии. При проектировании объектов в одну стадию разрабатывают рабочий проект со сводным сметным расчетом, а в две стадии – проект со сводным сметным расчетом стоимости и рабочую документацию со сметами.
Проектируемая осветительная установка представляет собой совокупность световых приборов (светильников), электроустановочных светотехнических устройств (выключатели, переключатели, электрические соединители, патроны и стартеры, контактные зажимы, предохранители, светорегуляторы), шкафов, щитов и других устройств управления и защиты и предназначена для обеспечения требуемых условий видения с минимальными затратами денежных средств и электроэнергии.
Основные требования, предъявляемые к осветительным установкам, заключаются в следующем:
1)обеспечение равномерности распределения освещенности на рабочей поверхности;
2)отсутствие теней на рабочей поверхности (устраняются либо правильным выбором направления светового потока, либо использованием светильников рассеянного или отраженного светораспределения);
3)постоянство освещенности во времени;
4)отсутствие в поле зрения слепящих яркостей (других светильников). Борьба – соблюдение минимальной высоты подвеса;
5)обеспечение оптимального спектрального состава излучения (определяет физиче-
ский и психологический эффект освещения, цветопередачу). В общем виде, про-
ект осветительной установки в соответствии с ГОСТ 21.608-84 «Внутреннее электри-
ческое освещение. Рабочие чертежи» содержит:
-общие данные по рабочим чертежам;
-планы расположения электрического оборудования и прокладки электрических сетей;
-принципиальные схемы питающей сети;
92